JPH0519262A - Liquid crystal display element - Google Patents

Liquid crystal display element

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JPH0519262A
JPH0519262A JP19589791A JP19589791A JPH0519262A JP H0519262 A JPH0519262 A JP H0519262A JP 19589791 A JP19589791 A JP 19589791A JP 19589791 A JP19589791 A JP 19589791A JP H0519262 A JPH0519262 A JP H0519262A
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JP
Japan
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liquid crystal
crystal display
display element
display device
alignment film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP19589791A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Usami
由久 宇佐美
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
Application filed by Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication of JPH0519262A publication Critical patent/JPH0519262A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide the liquid crystal display element which has ferroelectric liquid crystal molecules in a uniform state, is wide in the pulse width to drive the element, i.e., is increased in driving margin, is wide in a well switching region and has a high response speed. CONSTITUTION:This liquid crystal display element is constituted by disposing two sheets of electrode substrates 10, each formed by providing transparent electrodes 12 on a substrate 11 and providing an oriented film 14 subjected to a rubbing treatment on the surface of the transparent electrodes 12, in such a manner that the oriented films 14 exist on the inner side and sealing the ferroelectric liquid crystal compn. 30 into the cell constituted in the above- mentioned manner. The liquid crystal molecules of such liquid crystal display element are oriented in the uniform state and the rubbing directions A, B of the oriented films 14 of two sheets of the electrode substrates 10 intersect at the angle within a 2 to 30 deg. range.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は強誘電性液晶表示素子に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ferroelectric liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、時計、コンピューター、ワー
ドプロセッサーなどに使用されている液晶表示素子は、
その基本構造として、透明電極上に配向膜を設けた二枚
の透明電極基板が配向膜を内側にして配置され、その間
に液晶が封入される構造をとっているものが普通であ
る。このような液晶表示素子の透明電極は、一般に、基
板上にストライプ状または格子状などの表示パターンの
形で形成されており、また配向膜はこの透明電極及び露
出した(表示パターン以外の)基板の全面に塗布または
蒸着により設けられている。この二枚の透明電極基板は
それぞれ配向膜を内側にして配置され、その間に強誘電
性液晶を封入されることにより液晶表示素子が製造され
る。従って、封入された液晶は一般に配向膜のみに接し
ている。一般に、上記配向膜は、液晶をある方向に揃え
て配列させる、すなわち配向させる必要があるために設
けられており、これにより液晶分子を配向させている。
2. Description of the Related Art Conventionally, liquid crystal display elements used in clocks, computers, word processors, etc.
As its basic structure, it is usual that two transparent electrode substrates each having an alignment film provided on a transparent electrode are arranged with the alignment film inside, and a liquid crystal is sealed between them. The transparent electrode of such a liquid crystal display device is generally formed on the substrate in the form of a display pattern such as a stripe pattern or a grid pattern, and the alignment film is formed on the transparent electrode and the exposed substrate (other than the display pattern). Is provided by coating or vapor deposition. The two transparent electrode substrates are respectively arranged with the alignment film inside, and a ferroelectric liquid crystal is sealed between them to manufacture a liquid crystal display element. Therefore, the enclosed liquid crystal is generally in contact with only the alignment film. In general, the alignment film is provided because it is necessary to align the liquid crystals in a certain direction, that is, to align the liquid crystals, and thereby the liquid crystal molecules are aligned.

【0003】このような液晶表示素子はネマチック液晶
をねじれ構造にしたツイスティドネマチック(TN)モ
ードによる表示が主流である。ところが、このTN型液
晶表示素子は応答速度が遅く、現状では20ミリ秒が限
度であるという欠点を有しており、高速応答性が要求さ
れるテレビジョンパネルなどに利用する際の大きな問題
となっている。
The mainstream of such a liquid crystal display device is a display in a twisted nematic (TN) mode in which a nematic liquid crystal has a twisted structure. However, this TN type liquid crystal display element has a drawback that the response speed is slow and the limit is 20 milliseconds under the present circumstances, which is a big problem when it is used for a television panel or the like which requires high speed response. Is becoming

【0004】これに対して、最近、高速応答性のある強
誘電性液晶が新しいディスプレーの分野を拓くものとし
て期待され、研究されている。
On the other hand, recently, a ferroelectric liquid crystal having a high-speed response has been expected and studied as a new field of display.

【0005】強誘電性液晶は電界の変化に対して速やか
に応答するだけでなく、加えられる電界に応答して第一
の光学的安定状態と第二の光学的安定状態のいずれかを
とり、且つ電圧の印加のないときはその状態を維持する
性質、すなわちメモリー性(双安定性ともいう)をも有
している。従って、強誘電性液晶を利用した液晶表示素
子では、二つの状態間を切り替えるときだけパルス状の
電圧を加えればよいので、従来のような光学状態を維持
するための電源や電子回路などが不要となり、電力の消
費量も従来の液晶表示素子に比べて低減する。すなわ
ち、強誘電性液晶を利用した液晶表示素子は、簡単な構
造で、高速応答性を実現した液晶表示素子であるといえ
る。
Ferroelectric liquid crystals not only respond rapidly to changes in the electric field, but also take one of a first optical stable state and a second optical stable state in response to an applied electric field. In addition, it also has a property of maintaining its state when no voltage is applied, that is, a memory property (also called bistability). Therefore, in the liquid crystal display device using the ferroelectric liquid crystal, it is sufficient to apply the pulse voltage only when switching between the two states, so that the power supply and the electronic circuit for maintaining the optical state as in the past are not necessary. Therefore, the power consumption is reduced as compared with the conventional liquid crystal display element. That is, it can be said that the liquid crystal display element using the ferroelectric liquid crystal is a liquid crystal display element having a simple structure and realizing high-speed response.

【0006】上記二つの光学的安定状態を高速に且つ確
実に切り替えるために、また上記メモリー性を向上させ
るためには、強誘電性液晶を均一に配向させる必要があ
る。強誘電性液晶を配向させるには、前記配向膜として
有機薄膜を用いて、これをラビング処理した膜、あるい
は配向膜として無機酸化物を斜方蒸着した膜を使用する
ことが一般的である。
In order to switch the above two optical stable states at high speed and surely and to improve the memory property, it is necessary to orient the ferroelectric liquid crystal uniformly. In order to align the ferroelectric liquid crystal, it is general to use an organic thin film as the alignment film, and a film obtained by rubbing the organic thin film, or a film obtained by obliquely depositing an inorganic oxide as the alignment film.

【0007】この配向膜として、ラビングポリイミド膜
が一般に使用されている。ラビングポリイミド膜は、例
えば、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸を、ピリ
ジン、N−メチル−2−ピロリドン、ジオキサン、TH
F、グリコール誘導体などの適当な溶剤に溶かした溶液
を調製し、この溶液を透明電極上にスピンコートなどに
よって塗布し、常温〜150℃で乾燥し、次いで乾燥し
た塗布膜を200〜300℃の温度で加熱処理してポリ
イミド膜を形成し、次いでポリイミド膜をナイロン、ポ
リエステル、ポリアクリロニトリルなどのような合成繊
維、綿、羊毛などのような天然繊維でラビング処理する
ことによって形成される。
A rubbing polyimide film is generally used as the alignment film. The rubbing polyimide film is obtained by using, for example, polyamic acid which is a polyimide precursor, pyridine, N-methyl-2-pyrrolidone, dioxane, and TH.
A solution prepared by dissolving F, a glycol derivative or the like in an appropriate solvent is prepared, and the solution is applied onto a transparent electrode by spin coating or the like, dried at room temperature to 150 ° C., and the dried coating film is then dried at 200 to 300 ° C. It is formed by heating at a temperature to form a polyimide film, and then rubbing the polyimide film with synthetic fibers such as nylon, polyester, polyacrylonitrile, etc., and natural fibers such as cotton, wool, etc.

【0008】ところで強誘電性液晶は一般に螺旋構造を
とるが、セル厚を薄くしていくと、基板の配向膜との界
面の影響を受けて螺旋構造が消失し、エネルギー的に安
定な配向状態、即ち表面安定化状態をとるようになる。
この表面安定化状態には分子が一様に並んだ一様状態
(uniform state )と、分子が捩れて配列した捩れ状態
(twisted state )とがある。一様状態は近似的に光学
的1軸性であるので、分子軸方向が偏光子又は検光子と
平行な場合には暗視野となり、それ以外の場合には複屈
折のため明視野になる。即ち、一様状態の場合はクロス
ニコル下で暗視野になる。一方、捩れ状態ではクロスニ
コル下で暗視野にならないで、色の異なる2状態が観察
される。一般に、セル厚を薄くしていくと、螺旋状態か
ら捩れ状態へ、捩れ状態から一様状態へ変化すると言わ
れている。一様状態をとるか捩れ状態をとるかは、強誘
電性液晶組成物とセル厚との相互関係により定まる。詳
細については、福田敦夫、竹添秀男共著、「強誘電性液
晶の構造と物性」(株式会社コロナ社、1990年5月
25日発行)に解説されている。
Ferroelectric liquid crystals generally have a spiral structure, but as the cell thickness is made thinner, the spiral structure disappears under the influence of the interface with the alignment film of the substrate, and the alignment state is stable in terms of energy. That is, the surface is stabilized.
The surface-stabilized state includes a uniform state in which molecules are evenly arranged and a twisted state in which molecules are twisted and arranged. Since the uniform state is approximately optically uniaxial, it becomes a dark field when the molecular axis direction is parallel to the polarizer or analyzer, and a bright field because of birefringence otherwise. That is, in the case of a uniform state, a dark field is obtained under crossed Nicols. On the other hand, in the twisted state, two states of different colors are observed without forming a dark field under crossed Nicols. Generally, it is said that as the cell thickness is reduced, the spiral state changes to a twisted state, and the twisted state changes to a uniform state. Whether to take a uniform state or a twisted state is determined by the mutual relationship between the ferroelectric liquid crystal composition and the cell thickness. The details are described in "Structure and Physical Properties of Ferroelectric Liquid Crystals" (published on May 25, 1990 by Corona Co., Ltd.) by Atsushi Fukuda and Hideo Takezoe.

【0009】特開昭62−151825号公報には、一
軸性配向軸をもつ基板を2枚有しており、該2枚の基板
間に少なくとも2つの安定状態をもつ強誘電性液晶を配
置したセル構造を有する液晶素子において、前記2枚の
基板が前記強誘電性液晶と接する面で互いに異なる配向
規制力をもつ一軸性配向軸を有しているとともに、それ
ぞれの一軸性配向軸が互いに交差していることを特徴と
する液晶素子が開示されている。特開昭62−1518
25号公報に記載の発明においては、捩れ状態にある液
晶の捩れ方向とは反対方向をなす角度で交差させた一軸
性配向軸を用いることにより、液晶の捩れ配列を解消
し、クロスニコル下で最大の透過率/遮光率コントラス
トを得ようとすることを目的とするものである。そして
特開昭62−151825号公報には、一様状態にある
液晶については記載されていない。
Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 62-151825 has two substrates having a uniaxial orientation axis, and at least two ferroelectric liquid crystals having a stable state are arranged between the two substrates. In a liquid crystal device having a cell structure, the two substrates have uniaxial alignment axes having different alignment regulating forces on surfaces in contact with the ferroelectric liquid crystal, and the uniaxial alignment axes intersect each other. Disclosed is a liquid crystal element. JP-A-62-1518
In the invention described in Japanese Patent No. 25, the uniaxial alignment axis that intersects at an angle that is opposite to the twist direction of the liquid crystal in the twisted state is used to eliminate the twisted alignment of the liquid crystal and The purpose is to obtain the maximum transmittance / light blocking ratio contrast. Further, JP-A-62-151825 does not describe a liquid crystal in a uniform state.

【0010】このように捩れ状態の液晶を使用した液晶
表示素子においては、暗視野が得られず、そのために表
示画像のコントラストが小さいとか、欠陥が出やすいと
か、メモリ性が小さいとかなどの問題点がある。
In such a liquid crystal display device using the twisted liquid crystal, a dark field cannot be obtained, and therefore, the contrast of the display image is small, defects are likely to occur, and the memory property is small. There is a point.

【0011】そこで、本発明者らは一様状態にある強誘
電性液晶組成物を使用した液晶表示素子について研究し
た。しかしながら、一様状態にある強誘電性液晶組成物
を使用した液晶表示素子は、駆動可能なパルス幅の範囲
が狭く、応答速度が低く十分満足できないものであっ
た。
Therefore, the present inventors have studied a liquid crystal display device using a ferroelectric liquid crystal composition in a uniform state. However, the liquid crystal display device using the ferroelectric liquid crystal composition in a uniform state has a narrow drivable pulse width range and a low response speed, which is not satisfactory.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、強誘電性の
液晶分子が一様状態にあり、良好なコントラストが得ら
れるという優れた特性を維持しながら、駆動可能なパル
ス幅が広い、即ち駆動マージンが増大し、良好にスイッ
チングする領域が広く、応答速度の大きい液晶表示素子
を提供する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION According to the present invention, while the excellent characteristics that the ferroelectric liquid crystal molecules are in a uniform state and good contrast is obtained, the drivable pulse width is wide, that is, Provided is a liquid crystal display device having a large response margin, a wide switching region, and a high response speed.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に透明
電極が設けられ、透明電極面の上にラビング処理された
配向膜が設けられた電極基板の二枚を、配向膜が内側に
なるように配置して構成したセル内に、強誘電性液晶組
成物を封入してなる液晶表示素子であって、液晶分子が
一様状態で配向しており、二枚の電極基板の配向膜のラ
ビング方向が、2〜30度の範囲内の角度で交差してい
ることを特徴とする液晶表示素子である。
According to the present invention, two electrode substrates each having a transparent electrode provided on a substrate and an alignment film rubbing-treated on the transparent electrode surface are provided with an alignment film inside. A liquid crystal display device in which a ferroelectric liquid crystal composition is enclosed in a cell arranged so that liquid crystal molecules are aligned in a uniform state, and an alignment film of two electrode substrates. The liquid crystal display device is characterized in that the rubbing directions of (1) and (2) intersect at an angle within the range of 2 to 30 degrees.

【0014】本発明の液晶表示素子の好ましい態様は以
下の通りである。 1)上記二枚の電極基板の配向膜のラビング方向が、3
〜15度の範囲内の角度で交差していることを特徴とす
る上記の液晶表示素子。
Preferred embodiments of the liquid crystal display device of the present invention are as follows. 1) The rubbing direction of the alignment films of the two electrode substrates is 3
The liquid crystal display device described above, wherein the liquid crystal display device intersects at an angle within a range of 15 degrees.

【0015】2)上記二枚の電極基板の配向膜のラビン
グ方向が、液晶分子のコーンの中心軸を挟んで交差して
いることを特徴とする上記の液晶表示素子。
2) The liquid crystal display device as described above, wherein the rubbing directions of the alignment films of the two electrode substrates intersect each other with the central axis of the cone of liquid crystal molecules sandwiched therebetween.

【0016】添付図面を参照しながら本発明の液晶表示
素子の構成について説明する。図1は、本発明の液晶表
示素子の一例の要部の断面図である。
The structure of the liquid crystal display device of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an example of the liquid crystal display element of the present invention.

【0017】図1において、液晶表示素子1は、透明基
板11の上に透明電極12が設けられ、その上に絶縁膜
13が設けられ、更にその上に配向膜14が設けられて
なる透明電極基板10と、透明基板21の上に透明電極
22が設けられ、その上に絶縁膜23が設けられ、更に
その上に配向膜24が設けられてなる透明電極基板20
とが、配向膜14と配向膜24とが対面するように配置
されて構成されたセル内に、強誘電性液晶組成物30が
封入されて構成されている。
In FIG. 1, the liquid crystal display element 1 is a transparent electrode in which a transparent electrode 12 is provided on a transparent substrate 11, an insulating film 13 is provided thereon, and an alignment film 14 is provided thereon. A transparent electrode substrate 20 in which a transparent electrode 22 is provided on a substrate 10 and a transparent substrate 21, an insulating film 23 is provided thereon, and an alignment film 24 is further provided thereon.
And a ferroelectric liquid crystal composition 30 is enclosed in a cell formed by arranging so that the alignment film 14 and the alignment film 24 face each other.

【0018】透明電極12及び22は共にストライプ状
に形成され、ストライプの形が互いに直交するように透
明電極12と22とが組み合わせられて、マトリックス
表示が可能な液晶表示素子となっている。また、上記透
明電極は、一方のみストライプ状に形成されていてもよ
い。上下の電極間におけるショートを防止する絶縁膜が
設けられているが、場合により絶縁膜は設けなくてもよ
い。
The transparent electrodes 12 and 22 are both formed in a stripe shape, and the transparent electrodes 12 and 22 are combined so that the stripe shapes are orthogonal to each other to form a liquid crystal display device capable of matrix display. Further, the transparent electrode may be formed in a stripe shape only on one side. An insulating film for preventing a short circuit between the upper and lower electrodes is provided, but the insulating film may not be provided in some cases.

【0019】透明基板の材料としては、平滑性の良好な
フロートガラスなどガラスの他、ポリエチレンテレフタ
レート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステ
ル、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド、ポリ
カーボネート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、
ポリエーテルイミド、アセチルセルロース、ポリアミノ
酸エステル、芳香族ポリアミド等の耐熱樹脂、ポリスチ
レン、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エス
テル、ポリアクリルアミド、ポリエチレン、ポリプロピ
レン等のビニル系ポリマー、ポリフッ化ビニリデン等の
含フッ素樹脂及びそれらの変性体等から形成された高分
子化合物のフィルム又はシート状物を挙げることができ
る。
Examples of the material of the transparent substrate include glass such as float glass having good smoothness, polyester such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, epoxy resin, phenol resin, polyimide, polycarbonate, polysulfone, polyether sulfone,
Heat-resistant resins such as polyetherimide, acetylcellulose, polyamino acid ester, aromatic polyamide, vinyl polymers such as polystyrene, polyacrylic acid ester, polymethacrylic acid ester, polyacrylamide, polyethylene, polypropylene, and fluorine-containing polymers such as polyvinylidene fluoride Examples thereof include a film or sheet of a polymer compound formed of a resin and a modified product thereof.

【0020】透明電極の材料としては、酸化インジウム
(In23 )、酸化スズ(SnO2)及びITO(イン
ジウム・スズ・オキサイド)等を挙げることができる。
透明電極は、基板上にストライブ状または格子状に形成
される。
Examples of the material of the transparent electrode include indium oxide (In 2 O 3 ), tin oxide (SnO 2 ) and ITO (indium tin oxide).
The transparent electrode is formed on the substrate in a stripe shape or a grid shape.

【0021】絶縁膜の材料としては、金属酸化物、金属
窒化物などを挙げることができる。
Examples of the material for the insulating film include metal oxides and metal nitrides.

【0022】配向膜14、24としては、例えば、ポリ
イミド、ポリビニルアルコール、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリアミドなどの高分子化合物の膜、有機シラン化
合物の膜などのような塗布型配向膜、真空蒸着、スパッ
タリングなどの蒸着により形成されるSiO2 、Si
O、TiO2 などの薄層などを挙げることができる。特
に、有機物の塗布型配向膜が好ましい。
As the alignment films 14 and 24, for example, a film of a polymer compound such as polyimide, polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride and polyamide, a coating type alignment film such as a film of an organic silane compound, vacuum deposition, sputtering, etc. SiO 2 , Si formed by vapor deposition of
Examples thereof include thin layers such as O and TiO 2 . In particular, an organic coating type alignment film is preferable.

【0023】塗布型配向膜の例としてポリイミド配向膜
は、例えば、次ぎのようにして形成することができる。
先ず、ポリイミド前駆体であるポリアミック酸を、ピリ
ジン、N−メチル−2−ピロリドン、ジオキサン、TH
F、グリコール誘導体などの適当な溶剤に溶解した配向
膜形成用塗布液を調製する。この塗布液には、更に、基
板との接着性を増したり、塗布液の粘度を調整するなど
の目的で、他の高分子重合体や有機金属化合物などの副
成分が添加されていてもよい。配向膜形成用塗布液を、
透明電極及び露出した基板上に、スピンコーターなどの
より塗布し、常温〜150℃で1〜120分間(好まし
くは、80〜120℃で10〜60分間)乾燥し、次い
で、塗膜を150〜300℃で0.5〜3時間加熱処理
して、ポリイミド配向膜を形成する。この際、場合によ
っては乾燥処理を省略することもできる。
As an example of the coating type alignment film, a polyimide alignment film can be formed, for example, as follows.
First, polyamic acid which is a polyimide precursor is treated with pyridine, N-methyl-2-pyrrolidone, dioxane and TH.
A coating liquid for forming an alignment film dissolved in a suitable solvent such as F or a glycol derivative is prepared. The coating liquid may further contain other sub-components such as high molecular weight polymers and organometallic compounds for the purpose of increasing the adhesiveness to the substrate and adjusting the viscosity of the coating liquid. .. Coating liquid for forming alignment film
A transparent coater and an exposed substrate are coated with a spin coater or the like and dried at room temperature to 150 ° C. for 1 to 120 minutes (preferably 80 to 120 ° C. for 10 to 60 minutes), and then the coating film is formed at 150 to 150 ° C. A polyimide alignment film is formed by heat treatment at 300 ° C. for 0.5 to 3 hours. At this time, the drying process may be omitted depending on the case.

【0024】配向膜14、24の膜厚は、使用する液晶
や配向膜の材料の種類などによって異なるが、一般に1
0〜800nm、好ましくは20〜50nmである。
The thickness of the alignment films 14 and 24 varies depending on the type of liquid crystal used and the material of the alignment film, but is generally 1
It is 0 to 800 nm, preferably 20 to 50 nm.

【0025】このようにして形成した配向膜の表面を、
ナイロン、ポリエステル、ポリアクリロニトリルなどの
ような合成繊維、綿、羊毛などのような天然繊維でラビ
ング処理する。
The surface of the alignment film thus formed is
Rubbing is performed with synthetic fibers such as nylon, polyester, polyacrylonitrile, etc., and natural fibers such as cotton, wool, etc.

【0026】また、基板と透明電極との間にはカラーフ
ィルターやブラックマスクなどが設けられていてもよ
い。
Further, a color filter, a black mask or the like may be provided between the substrate and the transparent electrode.

【0027】基板の作成、透明電極の形成、絶縁膜の形
成、配向膜の形成、カラーフィルターやブラックマスク
などについては、強誘電性液晶表示素子の製造のために
従来使用されている技術を適用することができる。
For the production of the substrate, the formation of the transparent electrode, the formation of the insulating film, the formation of the alignment film, the color filter, the black mask, etc., the techniques conventionally used for manufacturing the ferroelectric liquid crystal display device are applied. can do.

【0028】本発明の液晶表示素子においては、封入さ
れている液晶が強誘電性液晶組成物であり、液晶分子が
一様状態で配向していることに一つの特徴を有する。即
ち、前記のように薄いセル厚のセル内においては、強誘
電性液晶は一様状態と捩れ状態との二種の表面安定化状
態をとるが、本発明の液晶表示素子においては液晶分子
は一様状態で配向している。
The liquid crystal display device of the present invention is characterized in that the enclosed liquid crystal is a ferroelectric liquid crystal composition and the liquid crystal molecules are aligned in a uniform state. That is, as described above, in a cell having a thin cell thickness, the ferroelectric liquid crystal has two kinds of surface-stabilized states, that is, a uniform state and a twisted state, but in the liquid crystal display element of the present invention, liquid crystal molecules are Oriented in a uniform state.

【0029】液晶表示素子のセル内で一様状態で配向す
る条件は、強誘電性液晶組成物の性質とセル構造、特に
セル厚との相互関係により定まるので、強誘電性液晶組
成物の特性を単独に規定することはできない。しかしな
がら、種々の液晶成分、液晶以外の添加成分などの種類
及び組成を変えて得られた強誘電性液晶組成物の中か
ら、使用する特定のセル内に封入したとき一様状態をと
るもの(例えば、クロスニコル下で暗視野を示すか否か
を観察することにより容易に判定できる)を選定するこ
とによって容易に得ることができる。
Since the condition of uniform alignment in the cell of the liquid crystal display device is determined by the interrelationship between the property of the ferroelectric liquid crystal composition and the cell structure, particularly the cell thickness, the characteristics of the ferroelectric liquid crystal composition. Cannot be specified independently. However, from among the ferroelectric liquid crystal compositions obtained by changing the types and compositions of various liquid crystal components and additive components other than liquid crystal, those which are in a uniform state when enclosed in a specific cell to be used ( For example, it can be easily determined by observing whether or not a dark field is displayed under crossed Nicols).

【0030】従って、本発明における強誘電性液晶組成
物を構成するそれぞれの液晶化合物は特に限定されず、
カイラルスメクティクC層(SmC*)、 H層(Sm
*)、 I層(SmI*)、 J層(SmJ*)、 K層(SmK
*)、 G層(SmG*)又はF層(SmF*)を有する液晶で
あればどのようなものであってもよい。
Therefore, each liquid crystal compound constituting the ferroelectric liquid crystal composition in the present invention is not particularly limited,
Chiral smectic C layer (SmC * ), H layer (Sm
H * ), I layer (SmI * ), J layer (SmJ * ), K layer (SmK
* ), Any liquid crystal having a G layer (SmG * ) or an F layer (SmF * ) may be used.

【0031】本発明の液晶表示素子においては、配向膜
に施されたラビング処理に他の特徴を有する。即ち、本
発明の液晶表示素子においては、二枚の電極基板の配向
膜のラビング方向が、2〜30度、好ましくは3〜20
度、更に好ましくは3〜15度の範囲内の角度で交差し
ていることに特徴を有する。
The liquid crystal display device of the present invention has another feature in the rubbing treatment applied to the alignment film. That is, in the liquid crystal display device of the present invention, the rubbing direction of the alignment films of the two electrode substrates is 2 to 30 degrees, preferably 3 to 20.
Characterized in that they intersect at an angle in the range of 3 to 15 degrees, more preferably 3 to 15 degrees.

【0032】即ち、本発明の液晶表示素子の一例の平面
図を示す第2図において、透明電極基板20の配向膜の
ラビング方向Aと、透明電極基板10の配向膜のラビン
グ方向Bとが角度αで交差しており、角度αが2〜30
度、好ましくは3〜20度、更に好ましくは3〜15度
の範囲内である。
That is, in FIG. 2 showing a plan view of an example of the liquid crystal display device of the present invention, the rubbing direction A of the alignment film of the transparent electrode substrate 20 and the rubbing direction B of the alignment film of the transparent electrode substrate 10 are angled. It intersects at α and the angle α is 2 to 30
Is preferably in the range of 3 to 20 degrees, more preferably 3 to 15 degrees.

【0033】そして、二枚の電極基板の配向膜のラビン
グ方向A及びBは、液晶分子のコーンの中心軸L(一般
に基板の辺に平行である)を挟んで交差していことが好
ましい。
The rubbing directions A and B of the alignment films of the two electrode substrates preferably intersect each other with the central axis L of the cone of liquid crystal molecules (generally parallel to the side of the substrate) sandwiched therebetween.

【0034】前記のように特開昭62−151825号
公報に開示された液晶素子においても、二枚の電極基板
の配向膜のラビング方向は交差している。しかしなが
ら、特開昭62−151825号公報に開示された液晶
素子においては、液晶は捩れ状態にあるものであり(上
記公報の実施例には、クロスニコル下で青と黄のドメイ
ンが存在する旨記載されている)、捩れ状態にある液晶
の捩れ方向とは反対方向をなす角度で交差させた一軸性
配向軸を用いることにより、液晶の捩れ配列を解消し、
クロスニコル下で最大の透過率/遮光率コントラストを
得ようとすることを目的とするものである。従って、本
発明と特開昭62−151825号公報に記載された発
明とは、構成(液晶の状態)及び目的が明らかに全く異
なるものである。
As described above, also in the liquid crystal element disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 62-151825, the rubbing directions of the alignment films of the two electrode substrates intersect. However, in the liquid crystal element disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 62-151825, the liquid crystal is in a twisted state (in the example of the above publication, there are blue and yellow domains under crossed Nicols. Described), by using a uniaxial alignment axis intersecting at an angle opposite to the twist direction of the liquid crystal in the twisted state, the twisted alignment of the liquid crystal is eliminated,
The purpose is to obtain the maximum transmittance / light-shielding ratio contrast under crossed Nicols. Therefore, the present invention and the invention described in Japanese Patent Laid-Open No. 62-151825 are completely different from each other in the constitution (state of liquid crystal) and the purpose.

【0035】本発明の液晶表示素子において、二枚の電
極基板の配向膜のラビング方向を交差させることによっ
て、駆動マージンが増大し、良好にスイッチングする領
域が広くなり、応答速度が大きくなる機構について必ず
しも明確ではないが、二枚の電極基板の配向膜のラビン
グ方向が平行でなく交差していることが、一様状態で安
定化している液晶の印加されるパルスに対する応答に、
何等かの刺激を与えることになるものと推測される。何
れにしても、後記の実施例及び比較例の結果から明らか
なように、本発明の液晶表示素子は、駆動マージンが増
大し、良好にスイッチングする領域が広くなり、応答速
度が速くなるという優れた効果を奏する。
In the liquid crystal display device of the present invention, by intersecting the rubbing directions of the alignment films of the two electrode substrates, the driving margin is increased, the region for good switching is widened, and the response speed is increased. Although it is not always clear, the fact that the rubbing directions of the alignment films of the two electrode substrates are not parallel but intersect each other makes the response to the applied pulse of the liquid crystal stabilized in a uniform state,
It is speculated that it will give some kind of stimulation. In any case, as is clear from the results of Examples and Comparative Examples described later, the liquid crystal display element of the present invention is excellent in that the drive margin is increased, the region for good switching is widened, and the response speed is increased. Produce the effect.

【0036】[0036]

【実施例】次に本発明の実施例、比較例を記載する。た
だし、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
EXAMPLES Examples of the present invention and comparative examples will be described below. However, the present invention is not limited to this embodiment.

【0037】[実施例1]二枚のガラス板(25mm×
20mm×1.1mm)のそれぞれに、インジウム−ス
ズ酸化物(ITO)の透明電極(10Ω/□)をストラ
イプ状(電極の幅:300μm、電極間の間隙:10μ
m)に形成して、電極付きガラス基板を作製した。
[Example 1] Two glass plates (25 mm x
A transparent electrode (10 Ω / □) of indium-tin oxide (ITO) is stripe-shaped (width of electrode: 300 μm, gap between electrodes: 10 μ) on each of 20 mm × 1.1 mm.
m) to form a glass substrate with electrodes.

【0038】ポリイミド形成用塗布液(LQ1800)
4g、N−メチル−2−ピロリドン5g、ジエチレング
リコールモノエチルエーテル10g及びブトキシエタノ
ール10gを混合して、配向膜用塗布液を調製した。
Polyimide forming coating solution (LQ1800)
4 g, N-methyl-2-pyrrolidone 5 g, diethylene glycol monoethyl ether 10 g and butoxy ethanol 10 g were mixed to prepare an alignment film coating liquid.

【0039】第一の電極付きガラス基板をスピナーに取
り付け、ガラス基板を静止させた状態で上記の配向膜用
塗布液を電極面の上に塗布し、ガラス基板を2000r.
p.m.で30秒間回転させて乾燥させ、次いで、295℃
で1時間熱処理して配向膜を形成した。
The glass substrate with the first electrode was attached to a spinner, and the above coating liquid for alignment film was applied onto the electrode surface while the glass substrate was kept stationary.
Spin at pm for 30 seconds to dry, then 295 ° C.
Was heat-treated for 1 hour to form an alignment film.

【0040】これを室温に冷却した後、配向膜の表面を
ナイロン起毛布を使用し1400r.p.m.、20秒×3回
の条件でラビング処理した。ラビングの方向を、ガラス
基板の一辺に平行な線に対して2度傾斜させた。即ち、
図2に示す線Lとラビング方向Aとがなす角度(α/
2)が2度になるようにした。
After cooling this to room temperature, the surface of the alignment film was rubbed with a nylon raised fabric under the conditions of 1400 rpm and 20 seconds × 3 times. The rubbing direction was inclined at 2 degrees with respect to a line parallel to one side of the glass substrate. That is,
The angle between the line L shown in FIG. 2 and the rubbing direction A (α /
2) was made twice.

【0041】第二の電極付きガラス基板の電極面の上
に、上記と同様にして配向膜を形成し、ラビング処理し
た。この際のラビング方向は、第一のガラス基板と電極
パターンが直交し配向膜が対面するように組み合わせた
とき、二枚のガラス基板の配向膜のラビング方向が交差
する角度(即ち、図2に示す角度α)が4度になるよう
にした。即ち、図2に示す線Lとラビング方向Bとがな
す角度(α/2)が2度になるようにした。
An alignment film was formed on the electrode surface of the second electrode-attached glass substrate in the same manner as above, and subjected to rubbing treatment. The rubbing direction at this time is the angle at which the rubbing directions of the alignment films of the two glass substrates intersect when the first glass substrate and the electrode pattern are combined so that the alignment films face each other at right angles (that is, in FIG. The angle α) is set to 4 degrees. That is, the angle (α / 2) formed by the line L shown in FIG. 2 and the rubbing direction B is set to 2 degrees.

【0042】このようにして製造した電極付き基板二枚
を、配向膜が互いに対面し、電極パターンが直交するよ
うに、スペーサー(真糸球、触媒化成工業(株)製)を
介して重ね合せてエポキシ接着剤で接着して、セル・ギ
ャップが2μmのセルを作製した。二枚の電極付きガラ
ス基板の配向膜のラビング方向が交差する角度(即ち、
図2に示す角度α)は4度であった。
The two substrates with electrodes manufactured in this manner are superposed with a spacer (Makoto Kabushiki Kaisha, Ltd.) so that the alignment films face each other and the electrode patterns are orthogonal to each other. And a cell gap having a cell gap of 2 μm was produced by bonding with an epoxy adhesive. The angle at which the rubbing directions of the alignment films of two glass substrates with electrodes intersect (ie,
The angle α) shown in FIG. 2 was 4 degrees.

【0043】このセルに表1に示す組成及び相転移温度
を有する強誘電性液晶組成物を、ホットプレート上で、
100℃で30分間かけて注入し、室温にまで自然冷却
して、液晶表示素子を製造した。
A ferroelectric liquid crystal composition having the composition and phase transition temperature shown in Table 1 was placed in this cell on a hot plate.
It was injected at 100 ° C. for 30 minutes and naturally cooled to room temperature to manufacture a liquid crystal display element.

【0044】[0044]

【表1】 [Table 1]

【0045】得られた液晶表示素子について、後記の方
法により、パルス幅範囲及び面状を測定した。結果を表
2に示す。
With respect to the obtained liquid crystal display device, the pulse width range and the surface condition were measured by the methods described below. The results are shown in Table 2.

【0046】[液晶表示素子の評価] 1)パルス幅範囲 液晶表示素子に、35℃で、4パルス法の駆動波形を印
加(±32V、デューティ=480、バイアス比=1/
4)し、顕微鏡(Nikon OPTIPHOTO2-POL、対物レンズM
Plan 10 )及びフォトダイオードを使用して、明フレー
ムの明るさ(B)及び暗フレームの明るさ(D)を測定
した。パルス幅を漸次増していきながらB/D比を測定
した。B/D比の最大値(B/D)max の半値のB/D
比のときの、長パルス側のパルス幅(PWL )と短パル
ス側のパルス幅(PWS )との差(|PWL −PWS
|)をパルス幅範囲として求めた。
[Evaluation of Liquid Crystal Display Element] 1) Pulse width range A drive waveform of the 4-pulse method was applied to the liquid crystal display element at 35 ° C. (± 32 V, duty = 480, bias ratio = 1 /).
4) and then the microscope (Nikon OPTIPHOTO2-POL, objective lens M
The brightness of the bright frame (B) and the brightness of the dark frame (D) were measured using Plan 10) and a photodiode. The B / D ratio was measured while gradually increasing the pulse width. The maximum value of the B / D ratio (B / D) of the half of the max B / D
When the ratio, the difference between the long pulse of the pulse width (PW L) and short pulse-side pulse width (PW S) (| PW L -PW S
|) Was determined as the pulse width range.

【0047】2)面状 クロスニコル下で顕微鏡観察を行ない、4パルス法の駆
動波形を印加し、明フレームと暗フレームとを切り替え
る条件下で、液晶表示素子の全表示領域に対する良好に
スイッチングをする領域の割合により評価した。表2に
示す記号は、下記の意味を示す。 ◎:良好にスイッチングをする領域90%以上 ○:良好にスイッチングをする領域80%以上90%未
満 ×:良好にスイッチングをする領域50%未満
2) Planar observation under a crossed Nicols microscope, and a drive waveform of the 4-pulse method is applied, and under the condition that a bright frame and a dark frame are switched, good switching is performed for the entire display area of the liquid crystal display device. It evaluated by the ratio of the area | region which does. The symbols shown in Table 2 have the following meanings. ⊚: 90% or more of good switching area ◯: 80% or more and less than 90% of good switching area ×: less than 50% of good switching area

【0048】[実施例2]配向膜のラビング方向を変え
て、二枚の電極付きガラス基板の配向膜のラビング方向
が交差する角度(即ち、図2に示す角度α)が10度で
あるセルを作製した他は、実施例1におけると同様にし
て、液晶表示素子を製造した。
[Example 2] A cell in which the rubbing direction of the alignment film is changed and the angle at which the rubbing directions of the alignment films of the two glass substrates with electrodes intersect (that is, the angle α shown in FIG. 2) is 10 degrees. A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1 except for manufacturing.

【0049】得られた液晶表示素子について、実施例1
におけると同じ方法により、パルス幅範囲及び面状を測
定した。結果を表2に示す。
About the obtained liquid crystal display element, Example 1
The pulse width range and surface condition were measured by the same method as in. The results are shown in Table 2.

【0050】[実施例3]配向膜のラビング方向を変え
て、二枚の電極付きガラス基板の配向膜のラビング方向
が交差する角度(即ち、図2に示す角度α)が20度で
あるセルを作製した他は、実施例1におけると同様にし
て、液晶表示素子を製造した。
Example 3 A cell in which the rubbing direction of the alignment film is changed and the angle at which the rubbing directions of the alignment films of the two glass substrates with electrodes intersect (that is, the angle α shown in FIG. 2) is 20 degrees. A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1 except for manufacturing.

【0051】得られた液晶表示素子について、実施例1
におけると同じ方法により、パルス幅範囲及び面状を測
定した。結果を表2に示す。
About the obtained liquid crystal display device, Example 1
The pulse width range and surface condition were measured by the same method as in. The results are shown in Table 2.

【0052】[比較例1]配向膜のラビング方向を変え
て、二枚の電極付きガラス基板の配向膜のラビング方向
が同じである、即ちラビング方向が交差する角度(即
ち、図2に示す角度α)が0度であるセルを作製した他
は、実施例1におけると同様にして、液晶表示素子を製
造した。
Comparative Example 1 By changing the rubbing direction of the alignment film, the rubbing directions of the alignment films of the two glass substrates with electrodes are the same, that is, the angle at which the rubbing directions intersect (that is, the angle shown in FIG. 2). A liquid crystal display element was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a cell in which α) was 0 degrees was manufactured.

【0053】得られた液晶表示素子について、実施例1
におけると同じ方法により、パルス幅範囲及び面状を測
定した。結果を表2に示す。
About the obtained liquid crystal display device, Example 1
The pulse width range and surface condition were measured by the same method as in. The results are shown in Table 2.

【0054】[比較例2]配向膜のラビング方向を変え
て、二枚の電極付きガラス基板の配向膜のラビング方向
が交差する角度(即ち、図2に示す角度α)が2度であ
るセルを作製した他は、実施例1におけると同様にし
て、液晶表示素子を製造した。
Comparative Example 2 A cell in which the rubbing direction of the alignment film is changed and the angle at which the rubbing directions of the alignment films of the two glass substrates with electrodes intersect (that is, the angle α shown in FIG. 2) is 2 degrees. A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1 except for manufacturing.

【0055】得られた液晶表示素子について、実施例1
におけると同じ方法により、パルス幅範囲及び面状を測
定した。結果を表2に示す。
About the obtained liquid crystal display element, Example 1
The pulse width range and surface condition were measured by the same method as in. The results are shown in Table 2.

【0056】[比較例3]配向膜のラビング方向を変え
て、二枚の電極付きガラス基板の配向膜のラビング方向
が交差する角度(即ち、図2に示す角度α)が40度で
あるセルを作製した他は、実施例1におけると同様にし
て、液晶表示素子を製造した。
Comparative Example 3 A cell in which the rubbing direction of the alignment film is changed and the angle at which the rubbing directions of the alignment films of the two glass substrates with electrodes intersect (that is, the angle α shown in FIG. 2) is 40 degrees. A liquid crystal display device was manufactured in the same manner as in Example 1 except for manufacturing.

【0057】得られた液晶表示素子について、実施例1
におけると同じ方法により、パルス幅範囲及び面状を測
定した。結果を表2に示す。
About the obtained liquid crystal display element, Example 1
The pulse width range and surface condition were measured by the same method as in. The results are shown in Table 2.

【0058】[0058]

【表2】 [Table 2]

【0059】表2の結果から明らかなように、実施例で
得られた液晶表示素子は、比較例で得られた本発明の範
囲外のラビング方向交差角を有する液晶表示素子に比較
して、パルス幅範囲が大きく、PWS が小さくて応答速
度が速く、そして面状が優れ顕著に優れた液晶表示素子
である。
As is clear from the results of Table 2, the liquid crystal display elements obtained in the examples were compared with the liquid crystal display elements having the rubbing direction crossing angle outside the range of the present invention obtained in the comparative example. pulse width range is large, PW S is fast response speed small, and a liquid crystal display device surface was remarkably superior superior.

【0060】[0060]

【発明の効果】本発明の液晶表示素子は、強誘電性液晶
組成物が一様状態にありながら、パルス幅範囲が大き
く、面状が優れ、そして応答速度が大きく顕著に優れた
効果を奏するものである。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The liquid crystal display device of the present invention has a wide range of pulse width, an excellent surface condition, a large response width, and a remarkably excellent effect while the ferroelectric liquid crystal composition is in a uniform state. It is a thing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の液晶表示素子の一例の要部の断面図で
ある。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of an example of a liquid crystal display element of the present invention.

【図2】本発明の液晶表示素子の一例の平面図である。FIG. 2 is a plan view of an example of a liquid crystal display element of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液晶表示素子 10、20 透明電極基板 11、21 透明基板 12、22 透明電極 13、23 絶縁膜 14、24 配向膜 30 強誘電性液晶組成物 A、B ラビング方向 α ラビング方向交差角 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal display element 10, 20 Transparent electrode substrate 11, 21 Transparent substrate 12, 22 Transparent electrode 13, 23 Insulating film 14, 24 Alignment film 30 Ferroelectric liquid crystal composition A, B Rubbing direction α Rubbing direction crossing angle

Claims (1)

【特許請求の範囲】 【請求項1】 基板上に透明電極が設けられ、透明電極
面の上にラビング処理された配向膜が設けられた電極基
板の二枚を、配向膜が内側になるように配置して構成し
たセル内に、強誘電性液晶組成物を封入してなる液晶表
示素子であって、液晶分子が一様状態で配向しており、
二枚の電極基板の配向膜のラビング方向が、2〜30度
の範囲内の角度で交差していることを特徴とする液晶表
示素子。
Claim: What is claimed is: 1. A transparent electrode is provided on a substrate, and two alignment electrodes are provided on the transparent electrode surface. A liquid crystal display device in which a ferroelectric liquid crystal composition is enclosed in a cell configured by disposing, and liquid crystal molecules are aligned in a uniform state,
A liquid crystal display device, wherein the rubbing directions of the alignment films of the two electrode substrates intersect at an angle within a range of 2 to 30 degrees.
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